Wozu dient die in-plane Diffraktion?

Für die Charakterisierung von Dünnschichten

Die Röntgendiffraktion, bei der sowohl die einfallenden als auch die gebeugten Strahlen nahezu parallel zur Probenoberfläche verlaufen, ist eine wichtige Methode zur Charakterisierung von Dünnschichten. Bei Standarddiffraktionsgeometrien, wie der Bragg-Brentano-Geometrie, werden Gitterebenen gemessen, die parallel zur Probenoberfläche liegen. Die Röntgenstrahlen dringen bis zu einer bestimmten Tiefe in die Probe ein und werden dort gebeugt; ist die Probenschicht jedoch zu dünn, werden die Röntgenstrahlen vollständig von der Probe durchgelassen und es wird keine Diffraktion beobachtet. Unter diesen Umständen wird die in-plane Diffraktion verwendet.

Die fünfte horizontale in-plane-Achse des SmartLab misst die Diffraktion in der Ebene der Probenoberfläche. Ultradünne Schichten mit einer Dicke von weniger als einem Nanometer und die Textur von Oberflächenschichten können analysiert werden, ohne dass die Probe in eine instabile vertikale Ausrichtung gebracht werden muss. Durch die Kopplung von in-plane und vertikalen Scan-Achsen kann die Struktur von texturierten Schüttgütern vollständig gemessen werden. Die Probe bleibt dabei immer in horizontaler Lage. Die horizontale Positionierung der Probe ermöglicht auch die Nutzung des vollen Linienfokusstrahls, was die Messzeit drastisch reduziert. Eine Umstellung auf Punktfokus vor dem Scannen ist nicht erforderlich. Das Smartlab bietet mit seiner CBO-Technologie und dem 5-Circle-Goniometer den Wissenschaftlern Zugang zu komplexeren Experimenten, die einfacher durchzuführen sind.

Die in-plane Diffraktion hat zwei Hauptmerkmale: Die Eindringtiefe des Strahls ist auf etwa 100 nm der Oberfläche begrenzt. Die Technik misst Gitterebenen, die (fast) senkrecht zur Probenoberfläche stehen und die mit anderen Techniken nicht zugänglich sind.

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